علوم آب و خاک

محدودیت منابع آب موجود و بحران‌های ناشی از کمبود آب مدت‌هاست که موضوع بحث بسیاری از محافل تخصصی آب می‌باشد. در شرایط آب و هوایی ایران مشکل اصلی در راه افزایش تولید محصولات کشاورزی، محدودیت منابع آب است. روش‌های آبیاری قطره‌ای یک راه حل مناسب جهت استفاده بهینه از منابع آب می‌باشند، به شرطی که انتخاب، طراحی، اجرا و بهره‌برداری سیستم آبیاری قطره‌ای با دقت کافی و به‌طور اصولی انجام گیرد. در این تحقیق پتانسیل و تناسب اجرای سیستم‌های آبیاری قطره‌ای در استان خراسان جنوبی با توجه به شرایط اقلیمی، کیفیت منابع آب زیرزمینی، وضعیت توپوگرافی و مشخصات خاک مناطق مذکور، ارزیابی شده است. بدین منظور کلیه پارامترهای مؤثر در آبیاری قطره‌ای با استفاده از نرم‌افزار Arc GIS 9.3 پهنه‌بندی و کلاس‌بندی شده و توسط روش میانگین حسابی در AHP تبدیل به یک نقشه شدند که در واقع نقشه نهایی برای مکان‌یابی سیستم‌های آبیاری قطره‌ای در استان بود. با توجه به تحقیق حاضر حدود 50 درصد اراضی استان خراسان جنوبی قابلیت اجرای سیستم آبیاری قطره‌ای را دارد. در 50 درصد باقیمانده هم به‌استثنای 9 دشت با اجرای تمهیداتی می‌توان از سیستم قطره‌ای استفاده نمود. با این وجود طرح‌های قطره‌ای اجرا شده در استان کم بوده و بایستی جهت اطلاع‌رسانی و سایر اقدامات برای توسعه این سیستم‌ها در استان تلاش بیشتری صورت گیرد.

سرعت پیشروی از فاکتورهای مهم در طراحی و شبیه‌سازی سیستم‌های آبیاری سطحی به‌شمار می‌رود. بیلان حجم یک مدل ساده طراحی و مدیریتی سیستم آبیاری سطحی است که بر پایه معادله پیوستگی ایجاد شده است. در گذشته مدل‌های بیلان حجم بر این فرض استوار بود که عمق جریان سطحی در بالادست ثابت و برابر با عمق نرمال می‌باشد که این فرض اولیه امکان بروز خطای معنی‌دار را در محاسبه پیشروی جریان فراهم می‌آورد. در این تحقیق مدل بیلان حجم اصلاح شده برای پیش‌بینی منحنی پیشروی در آبیاری شیاری توسعه یافته است. در مدل پیشنهادی عمق جریان در ابتدای شیار متغیر با زمان و برابر با عمق واقعی جریان در این مقطع در‌نظر گرفته شد. طول پیشروی پیش‌بینی شده توسط روش بیلان حجم کلاسیک، بیلان حجم ترکیبی با اینرسی صفر و مدل اصلاح شده بیلان حجم در تحقیق حاضر با داده‌های مشاهده‌ای به‌دست آمده از سه طول شیار 60، 80 و 90 متری مقایسه گردید. شاخص‌های ارزیابی دقت مدل اصلاح شده را بیشتر از دو مدل دیگر با RMSE به‌ترتیب 26/9، 37/7 و 76/6 نشان می‌دهد. آنالیز حساسیت نشان داد که دبی ورودی بیشترین تأثیر را در مدل داشته و مدل ارائه شده در مقایسه افزایش دبی نسبت به کاهش دبی حساسیت ببیشتری دارد.

کاربرد مرسوم کودهای نیتروژنه از طریق آب آبیاری، یکی از مهم‌ترین عوامل افزایش غلظت نیترات آب‌های زیرزمینی نواحی فاریاب می‌باشد. این مسئله، مدیریت آب و عناصر غذایی را برای کاهش آلودگی آب‌های زیرزمینی و افزایش بازده عناصر غذایی ضروری می‌نماید. برای برآورده‌نمودن این نیاز، کودآبیاری قطره‌ای یک جایگزین مناسب می‌باشد. طراحی و اجرای کود آبیاری قطره‌ای نیازمند به دانستن آب‌شویی نیترات از محصولات با ریشه‌ی سطحی نظیر سیب‌زمینی که نمی‌توانند از لایه‌های پایینی خاک عناصر غذایی را جذب کنند، دارد. در این پژوهش، آب‌شویی نیترات از مزرعه‌ی سیب‌زمینی تحت آبیاری و کوددهی قطره‌ای با استفاده از سیستم استنتاج تطبیقی فازی-عصبی (Adaptive Network-based Fuzzy Inference System:ANFIS) در ترکیب با الگوریتم ژنتیک مدل‌سازی و پیش‌بینی گردید. در قسمت اول این مطالعه با استفاده از HYDRUS-2D، آب‌شویی نیترات از خاک شنی تحت کشت سیب‌زمینی درشرایط شدت جریان‌های مختلف قطره‌چکان و مقادیر مختلف کود نیتروژن مدل‌سازی و شبیه‌سازی گردید. نتایج حاصل از شبیه‌سازی HYDRUS-2D برای آموزش و اعتبارسنجی ANFIS جهت پیش‌بینی آب‌شویی نیترات استفاده شد. یافتن شعاع دسته‌ها در ANFIS، با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام گرفت. ضریب همبستگی و درصد خطای مطلق میانگین نسبی بین داده‌های حاصل از مدل ANFIS و مشاهده‌ای برای داده‌های امتحانی به‌ترتیب 99/0 و64/0 بود. با‌توجه به معیارهای ارزیابی مشخص شد که ANFIS با دقت بالایی می‌تواند آب‌شویی نیترات را در شرایط مطالعه‌ی حاضر شبیه‌سازی نماید. هم‌چنین ANFIS می‌تواند عدم قطعیت ناشی از داده‌های مزرعه‌ای را پوشش دهد.

خاک‌های زراعی، در روش آبیاری غرقابی مرتباً تحت تأثیر فرآیندهای تروخشک شدن قرار می‌گیرند. به‌همین‌منظور، اثر این فرآیند بر ظرفیت باربری (تنش پیش-تراکمی؛pc ) یک خاک رس سیلتی مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، نمونه‌های بزرگ خاک تهیه و برخی از آنها تحت تأثیر 5 چرخه‌ تروخشک شدن قرار گرفت. سپس نمونه‌ها با یا بدون فرآیند تروخشک شدن تحت سه بار (0، 100 و 200 کیلوپاسکال) و در دو سطح رطوبتی معین (9/0 و 1/1 حد خمیری (PL))) متراکم گردید. بارگذاری مجدد با آزمایش نشست صفحه‌ای در مرکز نمونه‌ها انجام شد. از اطراف محل این آزمایش، نمونه‌ای برای انجام آزمایش فشردگی محصور تهیه گردید. نتایج نشان داد که برای نمونه‌های بازسازی‌شده و بدون فرآیند تروخشک شدن، مقدار pc برآورد شده با آزمایش نشست صفحه‌ای، اختلاف معنی‌داری با بار اولیه وارد شده به نمونه نداشت. بنابراین، از این روش می‌توان برای تعیین ظرفیت باریری خاک‌های خاک‌ورزی شده استفاده نمود. ولی فرآیند تروخشک شدن به‌طور معنی‌داری موجب بیش-تخمینی pc در هر سطح رطوبتی، گردید. بنابراین، فشردگی‌پذیری خاک تنها به رطوبت واقعی خاک بستگی ندارد، بلکه به تاریخچه‌ی قبلی تغییرات رطوبت خاک (به‌طور مثال، فرآیندهای تروخشک شدن) نیز وابسته است.

به‌منظور بررسی عملکرد و کارآیی مصرف آب در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای نواری و نشتی در کشت یک و دو ردیفه و تراکم در زراعت ذرت دانه‌ای رقم سینگل کراس 704، آزمایشی در قالب طرح کرت‌های نواری خرد‌شده بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1389 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی میاندوآب به اجرا درآمد. فاکتور عمودی چهار تیمار آبیاری شامل سه سطح 80٪، 100٪ و 120٪ نیاز آبی گیاه ذرت با استفاده از آبیاری قطره‌ای نواری و 100٪ نیاز آبی در روش آبیاری نشتی و فاکتور افقی آرایش کاشت به‌صورت کشت یک و دو ردیفه و تراکم شامل سه سطح 75، 90 و 105 هزار بوته در هکتار بود. نتایج نشان داد که بیشترین عملکرد دانه مربوط به تیمار آبیاری نشتی به میزان 6/18 تن در هکتار و پس از آن تیمارهای 120٪، 100٪ و 80٪ به ترتیب با 4/18، 2/18 و 9/14 تن در هکتار بودند. اگر چه تیمار نشتی بر سایر تیمارها برتری داشت اما هر سه تیمار اول در یک گروه آماری قرار گرفتند و تفاوت معنی‌داری بین آنها وجود نداشت. بنابراین با تامین آب مورد نیاز با استفاده از سیستم آبیاری قطره‌ای ضمن صرفه‌جویی در مصرف آب و بدون کاهش شدید عملکرد می‌توان راندمان مصرف آب را بهبود بخشید. مقایسه تیمارها از نظر کارآیی مصرف آب برای تیمارهای 80٪، 100٪، 120٪ و آبیاری نشتی به‌ترتیب 3/2، 2/2، 9/1 و 4/1 کیلوگرم دانه ذرت به ازای مصرف هر متر‌مکعب آب به‌دست آمد. هم‌چنین بالاترین میزان کارآیی مصرف آب و بیشترین میزان عملکرد محصول در تراکم 90 هزار بوته در هکتار حاصل شد.

به‌منظور بررسی تأثیر روش‌های آبیاری جویچه‌ای و کم آبیاری بر عملکرد و کارآیی مصرف آب ذرت، طرحی در قالب اسپلیت پلات با سه تکرار به مدت دو سال در مرکز تحقیقات کشاورزی مازندران انجام پذیرفت. تیمارها شامل سه سطح آبیاری 100، 80 و 60 درصد نیاز آبی به‌عنوان تیمارهای اصلی و سه تیمار آبیاری یک در میان ثابت، یک در میان متناوب و آبیاری کامل جویچه‌‌ها به‌عنوان تیمارهای فرعی بوده است. نتایج حاصل از تجزیه آماری داده‌های دو سال آزمایش نشان داد که تیمار 100% نیاز آبی با آبیاری کامل جویچه‌‌ها بیشترین و تیمار 60% نیاز آبی با آبیاری یک در میان ثابت جویچه‌‌ها کمترین عملکرد ذرت علوفه‌ای را به‌خود اختصاص داده‌اند. بیشترین کارآیی مصرف آب در تیمار 60 درصد نیاز آبی با آبیاری یک در میان ثابت جویچه‌‌ها و کمترین مقدار کارآیی مصرف آب مربوط به تیمار 100 درصد نیاز آبی با آبیاری کامل جویچه‌‌ها بوده است. مقادیر Ky بر‌اساس رابطه بین کاهش نسبی تبخیر- تعرق و کاهش نسبی عملکرد برای کل دوره رشد 8/0 به‌دست آمد.

اثر کیفیت آب آبیاری، عمق و فاصله نصب لوله‌های آبده آبیاری زیرسطحی بر شاخص‌های عملکرد گیاه چمن، در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد به‌صورت کرت‌های دوبار خرد شده (Split Split Plot) در قالب طرح آزمایشی بلوک‌های کامل تصادفی با هشت تیمار و سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. تیمارهای تحقیق شامل دو نوع کیفیت آب آبیاری: آب چاه (W) و پساب (WW)، دو فاصله نصب لوله‌های آبده آبیاری (45 و 60 سانتی‌متر) و چهار عمق کارگذاری لوله‌های آبده آبیاری (15، 20، 25 و 30 سانتی‌متر) بودند. یادداشت ‌برداری از صفات ارتفاع، ماده خشک، رنگ، تراکم و یکنواختی رشد چمن در طول فصل زراعی انجام گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثر متقابل کیفیت آب آبیاری، فاصله و عمق نصب لوله‌های آبده آبیاری زیرسطحی بر صفات ارتفاع، ماده خشک و یکنواختی رشد چمن معنی‌دار است. آبیاری با پساب در مقایسه با آب چاه منجر به حصول عملکرد بالاتری بر صفات ارتفاع و ماده خشک و ایجاد تفاوت معنی‌دار شد. تیمارهای آبیاری شده با آب چاه در مقایسه با تیمارهای آبیاری شده با پساب یکنواختی رشد بیشتری نشان داد. نتایج نشان داد فاکتورهای آزمایش اثر معنی‌داری بر رنگ چمن ندارد. اثر متقابل فاصله و عمق نصب لوله‌های آبده بر تراکم چمن معنی‌دار بود. همچنین افزایش عمق و فاصله نصب لوله‌های آبده موجب کاهش کیفیت بصری و عملکرد چمن شد.

به‌دلیل محدودیت منابع آب و نیاز روز‌افزون به ‌محصولات غذائی بررسی اثر روش آبیاری بر بهره‌وری مصرف آب سیب‌زمینی ضرورت دارد. هدف از این تحقیق بررسی عملکرد و ویژگی‌های آن برای دو رقم سیب‌زمینی بورن و ساتینا تحت دو سیستم آبیاری بارانی و قطره‌ای بود. تیمارهای آزمایش شامل دو روش آبیاری قطره‌ای- نواری و بارانی و دو رقم سیب‌زمینی بورن و ساتینا در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار بود. در هر دو روش آبیاری، آبیاری کامل و براساس تخلیه رطوبت از عمق توسعه ریشه انجام گرفت. عملکرد و بهره‌وری آب در آبیاری قطره‌ای- نواری و آبیاری بارانی تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال یک‌ درصد داشتند. در تیمار آبیاری قطره‌ای- نواری و رقم سیب‌زمینی ساتینا، بیشترین میزان عملکرد (08/24 تن بر هکتار) و بهره‌وری آب (83/3 کیلوگرم بر متر‌مکعب) به‌دست آمد. همچنین، تیمار آبیاری بارانی و رقم سیب‌زمینی بورن، کمترین میزان عملکرد (97/12 تن بر هکتار) و بهره‌وری آب (73/1 کیلوگرم بر متر‌مکعب) را داشت. عملکرد محصول در واحد سطح در آبیاری بارانی 42 درصد کمتر از آبیاری قطره‌ای- نواری بود. برای هر دو رقم سیب‌زمینی، ارتفاع بوته و وزن خشک اندام هوائی در آبیاری قطره‌ای- نواری به‌ترتیب بیشتر و کمتر از آبیاری بارانی به‌دست آمد که این ‌امر به‌دلیل عقب ‌بودن مراحل مختلف رشد گیاه در آبیاری بارانی نسبت به آبیاری قطره‌ای- نواری بود. برای افزایش تولید و بهره‌وری مصرف آب سیب‌زمینی در اقلیم خشک سرد، آبیاری قطره‌ای- نواری توصیه می‌شود.

هدف از این تحقیق بررسی عرض خیس‌ شده در خاک سنگریزه‌ای تحت تأثیر دبی قطره‌چکان و مدت‌زمان آبیاری و ارزیابی مدل‌های توسعه داده‌شده تخمین عرض خیس‌ شده در پژوهش‌های پیشین می‌باشد. تیمارهای آزمایشی شامل سه زمان آبیاری 4 و 8 و 12 ساعت (به‌ترتیب T، T و T) و سه دبی قطره‌چکان 2، 4 و 8 لیتر بر ساعت (به‌ترتیب q، q و q) با سه تکرار بود. پس از گذشت 24 ساعت از آبیاری عرض خیس ‌شده ایجاد‌ شده توسط هر قطره‌چکان اندازه‌گیری شد. نتایج نشان ‌داد بیشترین و کمترین عرض خیس‌ شده به‌ترتیب برابر 8/159 سانتی‌متر در تیمار Tq و 5/63 سانتی‌متر در تیمار Tq مشاهده‌ شد. مدلی دو متغیره خطی تابعی از دبی قطره‌چکان و مدت‌ زمان آبیاری برای محاسبه عرض خیس ‌شده در خاک‌های سنگریزه‌ای با بافت لوم شنی توسعه داده ‌شد. ارزیابی مدل‌های تعیین عرض خیس ‌شده پیشنهادی پژوهش‌‎های پیشین برای خاک مورد مطالعه نشان‌داد، از بین شش مدل ارزیابی‌شده فقط یک مدل دقت کافی برای تخمین عرض خیس‌ شده را دارا بود. بنابر نتایج شرایط خاک سنگریزه‌ای در عمق و عرض حداکثر عرض پیاز رطوبتی نقش زیادی دارد، بنابراین اندازه‌گیری عمق و عرض خیس‌ شده در مزرعه ضروری ‌است.

این پژوهش به‌منظور بررسی تأثیر سطوح مختلف آبیاری بر عملکردکمی و کیفی و تعیین عمق بهینه آبیاری ذرت علوفه‌ای در منطقه شهرکرد، در قالب ‌بلوک‌های کامل تصادفی با 7 تیمار شامل 40، 55، 70، 85، 100، 115 و 130 درصد کمبود رطوبت خاک در3 تکرار به‌روش آبیاری جویچه‌ای انجام شد. تأثیر سطوح مختلف آبیاری بر عملکرد، بهره‌وری مصرف آب، درصد ماده خشک، ارتفاع و قطر میانه ساقه و قطر، طول و وزن بلال معنی‌دار بود. سطوح مختلف آب آبیاری تأثیر معنی‌داری روی درصد پروتئین و درصد روغن دانه نداشت، اما تأثیرش بر درصد فیبر بوته معنی‌دار بود. با افزایش عمق آبیاری میزان، طول ساقه، وزن بلال و درصد فیبر بوته افزایش یافت. کمترین و بیشترین عملکرد ذرت به‌ترتیب مربوط به سطوح آبیاری 40 و 130 درصد آبیاری کامل به‌ترتیب برابر با 1/43 و 1/88 تن در هکتار بود. بیشترین و کمترین میزان بهره‌وری مصرف آب نسبت به عملکرد محصول تازه، به‌ترتیب مربوط به تیمارهای 55 و130درصد آبیاری کامل و به‌ترتیب برابر 17/16 و 1/10 کیلوگرم در مترمکعب بود. نتایج آنالیز اقتصادی نشان داد که عمق آب مصرفی بهینه برای ذرت علوفه‌ای در شهرکرد 5/582 میلی‌متر می‌باشد که معادل 86 درصد عمق آبیاری کامل است.

این مطالعه به‌منظور ارزیابی تأثیر استقرار نظام شورزیست گیاه ارزن پادزهری (Panicum antidotale Retz) با دو الگوی آبیاری (₁I به‌عنوان شاهد و ₂I به‌عنوان تیمار تنش کمبود آب، به‌ترتیب آبیاری پس از 110 و 160 میلی‌متر تبخیر تجمعی از طشت تبخیر کلاس A طی دوره رشد) و چهار سطح شوری آب آبیاری (حدود 5، 10، 20 و 30 دسی‌زیمنس بر متر)، بر ویژگی‌های شیمیایی خاک در ایستگاه تحقیقات زهکشی و اصلاح اراضی رودشت در سال‌های 1389 و1390 انجام شد. در پایان هر سال ویژگی‌های شیمیایی  لایه‌های مختلف 30-0، 60-30 و 90-60 سانتی‌متری خاک اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که در تیمارهای مختلف به‌طور میانگین، قابلیت هدایت الکتریکی (8/19%)، پ-هاش (9/19%)، غلظت یون سدیم (0/20%)، کلر (1/20%)، پتاسیم (00/5%)، فسفر (79/5%) و کلسیم (9/19%) در عمق 30-0 سانتی‌متری خاک در سال دوم آزمایش نسبت به سال اول افزایش و ماده آلی خاک بدون تغییر بود. همچنین در اعماق 60-30 و 90-60 سانتی‌متری خاک نیز روندی مشابه مشاهده شد. در لایه‌‌های مختلف خاک به‌طور متوسط با افزایش شوری آب آبیاری از 5 به 30 دسی‌زیمنس در متر به‌ترتیب قابلیت هدایت الکتریکی 110%، غلظت یون سدیم 5/26%، غلظت یون کلر 5/14-%، غلظت یون پتاسیم 16/8-%، غلظت فسفر 1/24-% و غلظت کلسیم 5/62% در الگوی آبیاری ₁I و به ترتیب 5/70%، 3/23%، 6/96%، 4/13-%، 2/41% در الگوی آبیاری ₂I تغییر یافت. همچنین به‌طور متوسط غلظت سدیم (^**70/0-=r) و قابلیت هدایت الکتریکی (^**47/0-=r)  لایه‌های مختلف خاک بیشترین همبستگی منفی را با عملکرد ماده خشک ارزن پادزهری در دو سال نشان دادند. بنابراین در استقرار نظام شورزیست ارزن پادزهری در شرایط مشابه بایستی از سازوکارهای مناسب جهت مدیریت بهینه خاک بهره برد.

بررسی انتقال آلاینده‌ها درخاک از جنبه‌های مختلف زیست محیطی مانند آلودگی آبهای زیرزمینی و خاک اهمیت دارد. هدف از این تحقیق اندازه‌گیری غلظت -D4, 2 در نیمرخ خاک رس سیلتی و شبیه‌سازی آن توسط مدل‌های3 PRZM-و LEACHP در مزرعه ذرت بود. علف کش -D4, 2 به مقدار  5/3 کیلوگرم در هکتار با سه تکرار روی سطح خاک پاشیده و آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با دو تیمار آبیاری کامل و کم آبیاری صورت گرفت. غلظت -D4, 2 در تیمار آبیاری نرمال در 8، 13، 23، 37 و 57 روز پس از کاربرد به‌ترتیب 5/18، 36/16، 67/11، 74/10، 47/8 و 2/3 میلی‌‌گرم در کیلوگرم خاک بود. مدل LEACHP مقدار غلظت را در این زمان‌ها به‌ترتیب 34/23، 93/20، 7/16، 3/16، 9/12 و41/11 و مدل 3 PRZM-به‌ترتیب 24/21، 77/19، 1/14، 3/10، 59/9 و07/5 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک پیش‌بینی نمود. غلظت -D4, 2 برای تیمار کم آبیاری در زمان‌های فوق به‌ترتیب 2/20، 7/16، 22/11، 05/10، 8/8 و 3/7 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک  اندازه‌گیری شد. مدل LEACHP مقدار غلظت در این زمان‌ها را به‌ترتیب 22/25، 3/21، 43/19، 58/18، 00/18 و27/16 و مدل 3PRZM- به‌ترتیب 9/21، 89/19، 2/14، 62/10، 6/9 و22/8 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک پیش‌بینی کرد. به‌طور کلی در هر دو تیمار مدل 3PRZM- کارایی بهتری نسبت به مدل LEACHP داشت.

با توجه به کمبود آب و جهت جلوگیری از آلودگی‌های زیست محیطی، مجتمع فولاد مبارکه از پساب حاصل از تصفیه فاضلاب صنعتی به‌منظور آبیاری فضای سبز استفاده می‌نماید. این مطالعه برای آگاهی از تأثیر پساب صنعتی بر کیفیت خاک اراضی فضای سبز این مجتمع انجام گرفت. تیمارها شامل اراضی آبیاری شده به‌مدت 2، 6 و 18 سال با پساب صنعتی، اراضی آبیاری شده با آب چاه و خاک بدون آبیاری بودند. سیستم آبیاری در تمام اراضی تحت آبیاری قطره‌ای بود. نمونه‌های خاک از سه عمق مختلف ناحیه پیاز رطوبتی حاصل از قطره چکان‌ها تهیه و به آزمایشگاه منتقل شد. سپس ویژگی‌های شیمیایی خاک‌ها شامل pH، هدایت الکتریکی، درصد ماده آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، نیتروژن کل، فسفر قابل جذب، پتاسیم قابل جذب و ویژگی‌های بیولوژیکی خاک‌ها شامل تنفس پایه میکروبی و شدت آمونیفیکاسیون آرجنین در آنها اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان داد pH خاک در اراضی آبیاری شده با پساب نسبت به تیمار شاهد کمتر است. درصد ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک‌های تحت آبیاری به‌دلیل تشکیل جنگل مصنوعی افزایش معنی‌داری نشان داد. شوری خاک نیز در تیمارهای آبیاری شده با پساب با افزایش زمان آبیاری نسبت به تیمار بدون آبیاری دارای روند افزایشی بود. تنفس پایه میکروبی و آمونیفیکاسیون آرجنین به‌دلیل استقرار پوشش گیاهی افزایش معنی‌داری را در مقایسه با تیمار شاهد نشان داد. به‌طورکلی مدیریت آبیاری و جنگل‌کاری در اراضی فضای سبز مجتمع فولاد مبارکه موجب بهبود کیفیت خاک این اراضی شده ولی در مورد برخی از ویژگی‌های خاک از جمله شوری پایش و بهبود شرایط خاک ضروری است.

هدف از این تحقیق بررسی اثر آبیاری با مدیریت تلفیقی و چرخشی آب شور و شیرین روی الگوی توزیع شوری در خاک می‌باشد. برای
اجرای این طرح یک زمین به 32 عدد کرت به ابعاد 5/2×6 متر‌مربع تقسیم‌بندی گردید. طرح آماری مورد استفاده در این تحقیق کرت‌های خرد شده (اسپلیت پلات) با 2 رقم آفتابگردان (آلستار و هایسان 33)، 4 رژیم آبیاری و 4 تکرار می‌باشد. رژیم‌های آبیاری به‌عنوان تیمار‌های تحقیق عبارتند از: 1T- آبیاری یک در میان با آب شور 11 دسی‌زیمنس بر متر و آب معمولی 2 دسی‌زیمنس بر متر (یک در میان)، 2T- معمولی ـ شور، 3T- مخلوط و 4T- شور ـ معمولی. در این تحقیق در اول، وسط و آخر فصل آبیاری نمونه‌برداری‌هایی از اعماق 0 ـ 20، 20 ـ 40 و 40 ـ 60 سانتی‌متری خاک انجام گرفته و میزان شوری، کلسیم و منیزیم، سدیم و کلر خاک اندازه گیری شد. نتایج نشان می‌دهد که میزان شوری در عمق 40 سانتی‌متری برای هر دو رقم آفتابگردان و هر چهار رژیم آبیاری و در مراحل مختلف رشد گیاه، از دو عمق 20 و 60 سانتی‌متر بیشتر است. رژیم معمولی ـ شور در بین چهار تیمار اعمالی بیشترین میزان شوری خاک را دارد. با افزایش عمق آبیاری میزان کلر و سدیم خاک در اکثر رژیم‌ها و مراحل رشد، افزایش یافت و به حدود 50 و 75 میلی‌اکی‌والان‌برلیتر افزایش یافت. عناصر کلسیم و منیزیم برای رقم آلستار در رژیم‌های مختلف و در حالت تأثیر رژیم‌ها برروی عمق‌های مختلف معنی‌دار بوده است. در رقم آلستار کمترین شوری و بیشترین عملکرد بعد از تیمار شور ـ معمولی، مربوط به تیمار مخلوط، بعد از آن یک در میان و در آخر تیمار معمولی ـ شور می‌باشد. 

طراحی درست سیستم آبیاری قطره‌ای نیازمند آگاهی کافی از نحوه توزیع جریان آب در خاک به‌صورت افقی و عمودی و مدل کردن ابعاد پیاز رطوبتی تشکیل یافته تحت منبع نقطه‌ای می‌باشد. کارهای آزمایشگاهی و صحرایی با توجه به محدودیت زمانی و مالی در این راستا مناسب نبوده و کاربرد نرم‌افزارهای دقیق جهت تعیین معادلات مختلف در شرایط متفاوت ضروری به‌نظر می‌رسد. هدف از این تحقیق، ارائه مدل‌هایی ساده جهت برآورد ابعاد پیاز رطوبتی در دبی‌ها و بافت‌های مختلف در سیستم آبیاری قطره‌ای است. بدین‌منظور مدل
D ۲HYDRUS- برای چهار دبی مختلف در یک بافت خاک و نیز کلاس‌های مختلف بافت خاک برای یک دبی کاربردی اجرا شد. مقادیر حاصل از اجرای نرم‌افزار که شامل عمق و حداکثر قطر جبهه رطوبتی بود نسبت به زمان برازش یافت. نتایج شاخص‌های آماری برای تمامی معادلات حاصله (۹۶/۰R>، ۱۲/۲RMSE< و ۳۸/۱MAD<) حاکی از دقت مناسب معادلات مربوطه جهت تعیین ابعاد پیاز رطوبتی تحت منبع نقطه‌ای است. همچنین نتایج حاصله نشان داد که حداکثر و حداقل عمق و قطر جبهه رطوبتی، به‌ترتیب، مربوط به بافت‌های شنی­لومی و سیلت می‌باشد.

در توسعه کشاورزی، عوامل زیادی مانند شرایط آب و هوایی، خاک، کود، زمان و مقدار آبیاری دخالت دارند که برای منظور کردن آنها لازم است از مدل‌های شبیه‌سازی رشد گیاه استفاده نمود. لذا در این پژوهش، مقادیر رطوبت خاک در عمق‌های مختلف، ماده خشک و عملکرد دانه گندم زمستانه در پنج تیمار آبیاری دیم، ۵/۰، ۸/۰، ۰/۱ و ۲/۱ برابر آبیاری کامل طی دو سال زراعی ۸۹-1388 و ۹۰-1389 واقع در اراضی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز در استان فارس، توسط مدل‌های AquaCrop و WSM شبیه‌سازی شد. داده‌های اندازه‌گیری شده در سال اول زراعی برای واسنجی مدل‌ها و در سال دوم برای اعتبارسنجی مورد استفاده قرار گرفتند. صحت برآورد رطوبت خاک توسط مدل‌ها، مبنای مقایسه دقت برآورد مقادیر شبیه‌سازی‌شده تبخیر- تعرق واقعی گیاه قرار گرفت. براساس نتایج، در مدل WSM، مقدار رطوبت خاک در لایه‌های مختلف عمق ریشه در سال اعتبارسنجی با مقدار نرمال شده ریشه متوسط مربع خطا (NRMSE) برابر ۱۴/۰ خوب برآورد شده، ولی مدل AquaCrop در برآورد آن دقت کمتری داشت (۲۶/۰=NRMSE). مقادیر برآورد تبخیر- تعرق گیاهی در تیمار آبیاری کامل، در هر دو مدل نزدیک به هم بوده ولی با افزایش تنش رطوبتی، از دقت برآورد مدل AquaCrop کاسته شد. مدل WSM مقدار ماده خشک و عملکرد دانه را با NRMSE به‌ترتیب برابر ۱۵/۰ و ۱۸/۰ خوب برآورد کرده و مدل AquaCrop با NRMSE به‌ترتیب برابر ۱۹/۰ و ۳۹/۰ در برآورد آنها دقت کمتری داشت.

آبیاری قطره‌ای از جمله روش‌های نوین آبیاری جهت استفاده بهینه از منابع آب و افزایش راندمان آبیاری به شمار می‌آید. مهم‌ترین مشکل این سیستم‌ها، گرفتگی قطره‌چکان‌هاست. در این میان گرفتگی فیزیکی، مهم‌ترین عامل در کاهش دبی و یکنواختی پخش قطره‌چکان‌ها محسوب می‌گردد. موقعیت قطره‌چکان‌ها روی لوله‌های فرعی و فاصله آنها از هم از جمله عوامل مؤثر بر شدت گرفتگی فیزیکی قطره‌چکان‌ها محسوب می‌شود. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر فاصله قطره‌چکان‌های نوارهای آبیاری قطره‌ای بر میزان گرفتگی فیزیکی آنها می‌باشد. برای این منظور یک مدل فیزیکی آبیاری قطره‌ای در آزمایشگاه طراحی و ساخته شد. در این تحقیق از نوارهای آبیاری پلاک‌دار و درزدار با فاصله قطره‌چکان‌های برابر با 10، 20 و 30 سانتی‌متر استفاده شد. نتایج تحلیل آماری نشان داد که فاصله قطره‌چکان‌ها اثر معنی‌داری بر گرفتگی قطره‌چکان‌ها در نوارهای آبیاری قطره‌ای پلاک‌دار و دزدار دارد. نتایج همچنین نشان داد که نوار آبیاری پلاک‌دار با فاصله قطره‌چکان‌های 30 سانتی‌متری با نرخ گرفتگی برابر 22 درصد، کمترین گرفتگی را دارا بود. مقایسه مقادیر نرخ گرفتگی و ضریب یکنواختی نوار آبیاری قطره‌ای، کارایی بالاتر نوار آبیاری پلاک‌دار در شرایط گرفتگی را نشان داد. 
 

آبیاری کرتی یکی از روش‌های آبیاری سطحی است که برای آبیاری بسیاری از محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله مدلEDOBASIN  به‌منظور ارزیابی، طراحی و بهینه‌سازی عملکرد آبیاری کرتی معرفی شده است. در این مدل راندمان‌های مورد نظر به‌صورت ترکیبی خطی در یک تابع هدف درنظر گرفته می‌شوند و براساس متغیرهای تصمیم‌گیری که شامل دبی ورودی، طول و عرض کرت و محدودیت‌هایی که برای آنها وجود دارد، طراحی بهینه انجام می‌شود. این مدل یک مدل شبیه‌سازی- بهینه‌سازی است که در آن از معادله موازنه حجم برای شبیه‌سازی هیدرودینامیک و از روش SA برای بهینه‌سازی استفاده می‌شود. ویژگی این مدل نسبت به مدل‌های قبلی طراحی از طریق بهینه‌سازی همزمان راندمان‌ها با گزینه‌های مختلف وزن‌دهی می‌باشد. مقایسه زمان پیشروی جبهه آب در مدل مورد نظر با مدل شناخته شده SIRMOD حاکی از دقت مدل در مرحله ارزیابی است. همچنین بهبود راندمان‌ها و تابع هدف در طراحی بهینه بیانگر قابلیت وکارایی مدل ارائه شده در مرحله بهینه‌سازی است به‌طوری که استفاده از مدل برای داده‌های یک کرت آزمایشی، توانست راندمان کاربرد و نسبت نفوذ عمقی را 20‌% ارتقاء داده و راندمان‌های نیاز آبی و یکنواختی توزیع را در حد 100‌% نگهدارد.
 

با افزایش روزافزون جمعیت، بهره‌برداری بهینه از منابع آب ضروری است. این تحقیق به‌منظور ارزیابی تأثیر سطوح مختلف آبیاری بر عملکرد، اجزای عملکرد و بهره‌وری مصرف آب ذرت دانه‌ای با استفاده از سامانه آبیاری قطره‌ای (تیپ) یک و دو ردیفه، انجام شد. طرح به‌صورت کرت‌های خرد شده، در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1391 در حاجی‌آباد استان هرمزگان اجرا گردید. سه سطح آبیاری (100، 80  و 60 درصد نیاز آبی) به‌عنوان عامل اصلی، دو الگوی کارگزاری لوله‌های آبده (معمولی و یک در میان ثابت) به‌عنوان عامل فرعی تیمارهای طرح را تشکیل دادند. نتایج نشان داد: آبیاری با 80 درصد نیاز آبی، نسبت به آبیاری کامل، باعث افزایش 4/1 درصدی عملکرد، 8/1 درصدی وزن هزار دانه، 7/8 درصدی تعداد دانه در ردیف و 13 درصدی تعداد ردیف دانه در بلال گردید. علیرغم برتری عملکرد در الگوی کارگزاری لوله‌های آبده به‌صورت معمولی (56/10055 کیلوگرم در هکتار) بر کارگزاری لوله‌های آبده به‌صورت یک در میان (67/9366 کیلوگرم در هکتار)؛ بهره‌وری مصرف آب در کارگزاری لوله‌های آبده به‌صورت یک در میان بیشتر بود (169/1 کیلوگرم در مترمکعب آب). بنابراین خشکی موضعی ریشه با آبیاری به مقدار 80 درصد نیاز آبی گیاه برای ذرت در منطقه توصیه می‌شود.